[发明专利]基于土体介质的土工合成材料拉伸试验装置

说明书

本发明提供了一种基于土体介质的土工合成材料拉伸试验装置，属于土工合成材料测试技术领域，包括两层以上的主机架平台，与主机架平台相连接的控制台和数据采集器，主机架平台包括安装框架、设置于安装框架上的用于盛放填料和安装试件的土样盒、位于土样盒四边的十字形水平拉伸装置及轴向荷载加载装置；控制台用于设定实验参数，数据采集器用于采集试验过程中的数据信息。本发明提供的基于土体介质的土工合成材料拉伸试验装置，主机架平台能够对基于土体介质的土工合成材料的试件进行三维试验，真实反映了土工合成材料在土体介质三维应力状态下变形性能，同时提高试验精度，提高试验效率，节约占地问题的技术效果。

技术领域

本发明属于土工合成材料测试技术领域，更具体地说，是涉及一种基于土体介质的土工合成材料拉伸试验装置。

背景技术

随着我国经济建设的快速发展，土工合成材料如土工格栅、土工膜等在工程结构中得到越来越广泛的应用，但近几年有相关报道指出：部分加筋土挡墙出现墙体外鼓甚至发生失稳现象，经过专家调查研究发现，造成这一情况一半以上是因选取材料设计值时存在误差。

目前，土工合成材料在工程设计、分析计算和安全评价中的参数取值依然以传统的单向拉伸试验结果为依据。土工合成材料多为平面柔性高分子材料，其位于结构物内部或表面时多处于平面应力状态，其主应力更接近双向拉伸应力状态，且双向受力往往大小各不同。

如申请号为201019026078.X的专利文献，公开了土工合成材料双向拉伸蠕变测试仪，上述试验设备是在空气介质中进行拉伸蠕变试验。由于在实际工程应用时，土工合成材料是通过与周围土体相互接触而发挥相应作用，其中与土体相接触即会受到土体介质侧限约束的作用，故土工合成材料在空气介质中所测力学性能与在实际工程中土工合成材料的真实受力有所出入，这导致工程设计时需要采用强度折减系数，折减系数太大会存在安全问题，折减系数太小则会造成材料浪费，从而影响了土工合成材料在加筋土结构中的应用及安全性。土工合成材料在土中除会受到土体介质侧限约束作用外，还会因埋置深度的不同，而受到不同的法向荷载。

结合以上分析发现土工合成材料在实际应用时的真实受力状态为：在土体介质中，既受到X-Y平面内的侧限约束，又受到Z方向法向荷载的作用即土工合成材料会在土体介质中受到三维应力状态下的共同作用，故传统的在空气介质中进行单向拉伸试验所得结果不能反映土工合成材料真实的工作状态及受力特点。因此，有必要对现有测试设备进行改进，以求使用改进后的试验设备所测结果可真实反映土工合成材料的工作状态及受力特点，从而为工程设计提供参考。

此外，进行室内试验时一般为了消除由于材料性质、偶然因素对试验结果造成的实验误差，故一般要求在相同条件下需要进行不少于三组试验，然后再对试验结果进行比较。而三组试验在具体操作时为了满足等精度观测的目的，需要同时试验。现有的土工合成材料拉伸试验设备，一台设备在测试时只能测试一组试样，若采用传统的试验装置，则试验时需要购置三台相同仪器，这样不仅产生的费用比较高，而且操作不便，同时三台仪器占地问题也是需要解决的一个难题，故如何在保证试验精度的前提下节约费用、占地问题也需要我们认真思考。

为了较真实模拟土工合成材料在土体介质三维应力状态下变形性能，同时提高试验精度，提高试验效率，节约占地问题，故提出一种基于土体介质的土工合成材料拉伸试验装置，具有重要的实际应用价值。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于土体介质的土工合成材料拉伸试验装置，以解决现有技术中存在的试验装置试验精度低、试验效率低、操作不便、占地空间大的技术问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：提供一种基于土体介质的土工合成材料拉伸试验装置，包括两层以上的主机架平台，与所述主机架平台相连接的控制台和数据采集器；

所述主机架平台包括安装框架、设置于所述安装框架上的用于盛放填料和安装试件的土样盒、位于所述土样盒四边的用于试样试验的十字形水平拉伸装置及位于所述土样盒上方的轴向荷载加载装置；